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高級應用 java多線程設計模式詳解之一

2019-11-18 10:47:22
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供稿：網(wǎng)友

　　線程的創(chuàng)建和啟動
　　
　　java語言已經(jīng)內(nèi)置了多線程支持，所有實現(xiàn)Runnable接口的類都可被啟動一個新線程，新線程會執(zhí)行該實例的run()方法，當run()方法執(zhí)行完畢后，線程就結(jié)束了。一旦一個線程執(zhí)行完畢，這個實例就不能再重新啟動，只能重新生成一個新實例，再啟動一個新線程。
　　
　　Thread類是實現(xiàn)了Runnable接口的一個實例，它代表一個線程的實例，并且，啟動線程的唯一方法就是通過Thread類的start()實例方法：
　　
　　Thread t = new Thread();
　　t.start();
　　
　　start()方法是一個native方法，它將啟動一個新線程，并執(zhí)行run()方法。Thread類默認的run()方法什么也不做就退出了。注重：直接調(diào)用run()方法并不會啟動一個新線程，它和調(diào)用一個普通的java方法沒有什么區(qū)別。
　　
　　因此，有兩個方法可以實現(xiàn)自己的線程：
　　
　　方法1：自己的類extend Thread，并復寫run()方法，就可以啟動新線程并執(zhí)行自己定義的run()方法。例如：
　　
　　public class MyThread extends Thread {
　　public run() {
　　System.out.　　}
　　}
　　
　　在合適的地方啟動線程：new MyThread().start();
　　
　　方法2：假如自己的類已經(jīng)extends另一個類，就無法直接extends Thread，此時，必須實現(xiàn)一個Runnable接口：
　　
　　public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {
　　public run() {
　　System.out.println("MyThread.run()");
　　}
　　}
　　
　　為了啟動MyThread，需要首先實例化一個Thread，并傳入自己的MyThread實例：
　　
　　MyThread myt = new MyThread();
　　Thread t = new Thread(myt);
　　t.start();
　　
　　事實上，當傳入一個Runnable target參數(shù)給Thread后，Thread的run()方法就會調(diào)用target.run()，參考JDK源代碼：
　　
　　public void run() {
　　if (target != null) {
　　target.run();
　　}
　　}
　　
　　線程還有一些Name, ThreadGroup, isDaemon等設置，由于和線程設計模式關聯(lián)很少，這里就不多說了。
　　
　　線程同步
　　
　　由于同一進程內(nèi)的多個線程共享內(nèi)存空間，在Java中，就是共享實例，當多個線程試圖同時修改某個實例的內(nèi)容時，就會造成沖突，因此，線程必須實現(xiàn)共享互斥，使多線程同步。
　　
　　最簡單的同步是將一個方法標記為synchronized，對同一個實例來說，任一時刻只能有一個synchronized方法在執(zhí)行。當一個方法正在執(zhí)行某個synchronized方法時，其他線程假如想要執(zhí)行這個實例的任意一個synchronized方法，都必須等待當前執(zhí)行synchronized方法的線程退出此方法后，才能依次執(zhí)行。
　　
　　但是，非synchronized方法不受影響，不管當前有沒有執(zhí)行synchronized方法，非synchronized方法都可以被多個線程同時執(zhí)行。
　　
　　此外，必須注重，只有同一實例的synchronized方法同一時間只能被一個線程執(zhí)行，不同實例的synchronized方法是可以并發(fā)的。例如，class A定義了synchronized方法sync()，則不同實例a1.sync()和a2.sync()可以同時由兩個線程來執(zhí)行。
　　
　　Java鎖機制
　　
　　多線程同步的實現(xiàn)最終依靠鎖機制。我們可以想象某一共享資源是一間屋子，每個人都是一個線程。當A希望進入房間時，他必須獲得門鎖，一旦A獲得門鎖，他進去后就馬上將門鎖上，于是B,C,D...就不得不在門外等待，直到A釋放鎖出來后，B,C,D...中的某一人搶到了該鎖（具體搶法依靠于JVM的實現(xiàn)，可以先到先得，也可以隨機挑選），然后進屋又將門鎖上。這樣，任一時刻最多有一人在屋內(nèi)（使用共享資源）。
　　
　　Java語言規(guī)范內(nèi)置了對多線程的支持。對于Java程序來說，每一個對象實例都有一把“鎖”，一旦某個線程獲得了該鎖，別的線程假如希望獲得該鎖，只能等待這個線程釋放鎖之后。獲得鎖的方法只有一個，就是synchronized要害字。例如：
　　
　　public class SharedResource {
　　private int count = 0;
　　
　　public int getCount() { return count; }
　　
　　public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; }
　　
　　}
　　
　　同步方法public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; } 事實上相當于：
　　
　　public void setCount(int count) {
　　synchronized(this) { // 在此獲得this鎖
　　this.count = count;
　　} // 在此釋放this鎖
　　}
　　
　　紅色部分表示需要同步的代碼段，該區(qū)域為“危險區(qū)域”，假如兩個以上的線程同時執(zhí)行，會引發(fā)沖突，因此，要更改SharedResource的內(nèi)部狀態(tài)，必須先獲得SharedResource實例的鎖。

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